JP2612409B2 - 押出成形プレキャスト部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床や壁等の建築材料や
橋桁等に使用される押出成形プレキャスト部材の製造方
法に関し、特に炭素繊維等の繊維と熱硬化性樹脂からな
る繊維強化樹脂材により補強したセメント系押出成形プ
レキャスト部材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、建設工事の省力化のため、予め工
場等で製造されるプレキャスト部材の需要が高まってお
り、特に鉄筋や金網等の補強材を入れた鉄筋入り、金網
入りのプレキャスト部材が建築材料として積極的に採用
されている。このようなプレキャスト部材の製造方法と
しては、工場での大量生産に適し、寸法安定性や造形性
に優れている押出成形法が知られている。この方法で
は、例えばセメント系材料からなる成形材料と同時に鉄
筋や金網を押し出すことにより、内部に鉄筋や金網が挿
入された状態で押出成形プレキャスト部材が製造されて
いる。

【０００３】ところが、上記したように従来の鉄筋入
り、金網入りの押出成形プレキャスト部材は、鉄筋や金
網等の補強材が押出成形プレキャスト部材の表面に配置
されず、内部に挿入されるため、押出成形プレキャスト
部材の変形に対して補強材が有効に働くのは、押出成形
プレキャスト部材の表面にひび割れが発生した後に限っ
ていた。つまり、押出成形プレキャスト部材の表面のひ
び割れを防止することができなかった。

【０００４】そこで近年では、従来の鉄筋や金網に代わ
る補強材としてシート状の繊維強化樹脂材を用い、押し
出されたプレキャスト部材の基体である成形体の表面に
沿ってこの繊維強化樹脂材を配置した押出成形プレキャ
スト部材が開発されている。この繊維強化樹脂材は、熱
硬化性樹脂を繊維に含浸させてこの熱硬化性樹脂を硬化
させたもので、熱硬化性樹脂が繊維によって強化されて
高強度、高弾性率を有している。したがって、繊維強化
樹脂材が成形体の表面に沿って配置された押出成形プレ
キャスト部材は、繊維強化樹脂材によって表面のひび割
れが防止され、しかも繊維強化樹脂材によって耐力およ
び剛性が高いものになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、繊維強
化樹脂材はすでに熱硬化性樹脂を硬化させたものである
ことから、成形材料とのなじみ良くない。このため、成
形材料とともに繊維強化樹脂材を押し出す方法によっ
て、表面に強固に繊維強化樹脂材を設けた押出成形プレ
キャスト部材を製造することが難しい。よって従来で
は、成形材料を押し出してプレキャスト部材の基体であ
る成形体を得た後、成形体の表面に沿って繊維強化樹脂
材を接着等により設ける工程が必要になってしまい、生
産性の低下を招くといった不具合が生じている。本発明
は上記課題に鑑みてなされたものであり、生産性を低下
させることなく成形体の表面に繊維強化樹脂材が強固に
設けられた押出成形プレキャスト部材のを製造できる押
出成形プレキャスト部材の製造方法を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、成形体と成形体の表面に設けられたシート
状の繊維強化樹脂材とから構成され、この繊維強化樹脂
材が熱硬化性樹脂を繊維に含浸させてこの熱硬化性樹脂
を硬化させたものからなる押出成形プレキャスト部材を
製造する方法であって、ます繊維強化樹脂材の熱硬化性
樹脂を未硬化状態に保ったシート状の未硬化繊維強化樹
脂材と、上記成形体の成形材料とを同時に押し出すこと
により、押し出された未硬化成形体の表面に未硬化繊維
強化樹脂材を配置し、次いで未硬化成形体とこの未硬化
成形体の表面に配置された未硬化繊維強化樹脂材とを加
圧状態で加熱してそれぞれを硬化させることにより、未
硬化成形体が硬化してなる成形体と未硬化繊維強化樹脂
材が硬化してなる繊維強化樹脂材とを一体となすことを
特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の押出成形プレキャスト部材の製造方法
では、熱硬化性樹脂を未硬化状態に保ったシート状の未
硬化繊維強化樹脂材を用い、これと成形体の成形材料と
を同時に押し出すため、押し出された未硬化成形体の表
面に未硬化繊維強化樹脂材がなじんだ状態で配置され
る。しかも、未硬化繊維強化樹脂材は熱硬化性樹脂を未
硬化状態に保ったものであることから柔軟性があり、よ
って未硬化成形体の表面形状に沿って配置される。した
がって、未硬化成形体と未硬化繊維強化樹脂材とを加圧
状態で加熱することにより、未硬化成形体が硬化してな
る成形体の表面と、未硬化繊維強化樹脂材が硬化してな
る繊維強化樹脂材とが強固に一体化された押出成形プレ
キャスト部材が得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る押出成形プレキャスト部
材の製造方法の実施例を図１を用いて説明する。この実
施例では、図１（ｂ）に示す押出成形プレキャスト部材
１０の製造に本発明を提供した場合について述べる。な
お、製造される押出成形プレキャスト部材１０は、梁部
材として用いられるものであり、押出成形プレキャスト
部材１０の基体となる成形体１と、この表面に設けられ
た補強材としてのシート状の繊維強化樹脂材２とから構
成されている。成形体１は、底部１ａの両端にそれぞれ
略直角に側部１ｂが立設されると共に、側部１ｂの上端
から外向きにフランジ部１ｃが延出されてなる長尺状の
もので、例えばセメント系の成形材料で形成されてい
る。また繊維強化樹脂材２は、成形体１の底部１ａの外
側表面に、底部１ｂの長さ方向に沿って密着状態で配置
されており、例えば一方向に配向させた繊維のシートに
熱硬化性樹脂を含浸させ、その熱硬化性樹脂を硬化させ
ることにより形成されている。

【０００９】繊維強化樹脂材２に用いられる繊維として
は例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリビ
ニルアルコール繊維、ポリエチレン繊維等があり、また
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂
等がある。炭素繊維等の繊維は航空機部品等にも使用さ
れているように鉄筋等に比較して高強度であり、繊維強
化樹脂材２はこのような炭素繊維等の繊維でエポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂を強化した極めて強度の高いものと
なっている。

【００１０】このような押出成形プレキャスト部材１０
を製造する場合には、まず押出成形機で成形材料を押し
出すと同時に、繊維強化樹脂材２のいわゆるプリプレグ
シートと呼ばれるシート状の未硬化繊維強化樹脂材２１
も押し出す。そしてこのことにより、図１（ａ）に示す
ように、上記成形体１の形状に押し出された未硬化成形
体１１の底部１ａの外側表面に沿って未硬化強化樹脂材
２１を配置する。この未硬化強化樹脂材２１は、一方向
に配向させた炭素繊維等の繊維に、溶融した又は溶媒に
溶かした熱硬化性樹脂を含浸させて、その熱硬化性樹脂
を未硬化状態に保ったものである。ここでは、例えば長
さ方向の一方向に繊維を配向した未硬化繊維強化樹脂材
２１を用いる。

【００１１】次いで、押し出された未硬化成形体１１
と、この底部１ａの外側表面に沿って配置された未硬化
繊維強化樹脂材２１とを、オートクレーブ装置を用いて
加圧条件下、例えば１４０℃〜１８０℃程度の温度で加
熱して、それぞれを硬化させる。このことによって、未
硬化成形体１１が硬化してなる成形体１と、未硬化繊維
強化樹脂材２１が硬化してなる繊維強化樹脂材２とを一
体となし、図１（ｂ）に示すように、成形体１の底部１
ａの外側表面に沿って密着状態で配置された押出成形プ
レキャスト部材１０を得る。

【００１２】このように本実施例の押出成形プレキャス
ト部材の製造方法によれば、熱硬化性樹脂を未硬化状態
に保った未硬化繊維強化樹脂材２１を用い、これと成形
体１の成形材料とを同時に押し出すため、未硬化成形体
１１の底部１ａの外側表面に未硬化繊維強化樹脂材２１
をなじませた状態で配置することができる。しかも押出
成形機により圧力をかけながら押し出されるため、未硬
化成形体１１と未硬化繊維強化樹脂材２１とのなじみが
よいものとなる。また未硬化繊維強化樹脂材２１は熱硬
化性樹脂が未硬化状態のものであることから柔軟性があ
り、よって未硬化成形体１１の表面形状に沿って配置す
ることができる。

【００１３】したがって、未硬化成形体１１と、この底
部１ａの外側表面に沿って配置された未硬化繊維強化樹
脂材２１とを同時に加圧条件下で加熱して硬化させるこ
とにより、未硬化成形体１１が硬化してなる成形体１
と、未硬化繊維強化樹脂材２１が硬化してなる繊維強化
樹脂材２とが強く密着して強固に一体化された押出成形
プレキャスト部材１０を得ることができる。よって、従
来のように押し出し後に成形体１の表面に繊維強化樹脂
材２を密着させる工程が不要になるため、従来の生産性
を維持しつつ、高耐力、高剛性を有しかつ優れたひび割
れ抵抗性を示す押出成形プレキャスト部材１０を製造す
ることができる。

【００１４】また未硬化繊維強化樹脂材２１は柔軟性が
あるので、押出成形機にロール状に巻いて設置できある
いはロール状に保管することができ、場所を取らない。
さらに未硬化繊維強化樹脂材２１は柔軟性があるので、
押出成形機への挿入及び成形も鉄筋等や完全に硬化した
ものより優れており、扱い易いといった効果もある。ま
た、炭素繊維等は鉄筋等に比べて耐食性に優れているの
で、繊維強化樹脂材２自体及び押出成形プレキャスト部
材１０の小口面に防錆処理を施す必要がなく、錆に強い
押出成形プレキャスト部材１０を手間がかかることなく
製造することができる。

【００１５】なお、上記実施例では、成形体１の底部１
ａに繊維強化樹脂材２を設けた押出成形プレキャスト部
材１０を製造する場合について述べたが、部材の応力状
態を考慮して側部１ｂに繊維強化樹脂材２を設けた押出
成形プレキャスト部材１０も同様の方法によって製造す
ることができる。

【００１６】また上記実施例では、梁部材に用いられる
押出成形プレキャスト部材１０の製造に本発明を適用し
た場合について述べたが、本発明はこれに限定されな
い。例えば図２に示すように、床部材あるいは外壁部材
として用いられる押出成形プレキャスト部材２０の製造
に本発明を適用することもできる。製造される押出成形
プレキャスト部材２０は、内部に中空部３ａが形成され
たパネル状の成形体３と、成形体３の両面全面に設けら
れた補強材であるシート状の繊維強化樹脂材４とから構
成される。繊維強化樹脂材４は、繊維を例えば二方向に
配向したものからなる。

【００１７】この押出成形プレキャスト部材２０を製造
する場合にも、図１（ａ）に示すごとく、押出成形機か
ら例えばセメント系の成形材料と同時に、繊維強化樹脂
材４の熱硬化性樹脂を未硬化状態に保った未硬化繊維強
化樹脂材４１を押し出すことにより、未硬化成形体３１
の両面全面に未硬化繊維強化樹脂材４１がなじんだ状態
で配置される。ここで、未硬化繊維強化樹脂材４１に
は、繊維を二方向に配向したものが用いられる。したが
って、未硬化成形体３１と、この両面全面に配置された
未硬化繊維強化樹脂材４１とを同時に加圧条件下で加熱
して硬化させることにより、未硬化成形体３１が硬化し
てなる成形体３と、未硬化繊維強化樹脂材４１が硬化し
てなる繊維強化樹脂材４とが強く密着して強固に一体化
された押出成形プレキャスト部材２０を得ることができ
る。この結果、上記実施例と同様、生産性を低下させる
ことなく、押出成形プレキャスト部材２０を製造するこ
とができる。

【００１８】また、ここでは成形体３の両面に繊維強化
樹脂材４を設けた押出成形プレキャスト部材２０を製造
したが、同様にして片面だけに繊維強化樹脂材４を設け
た押出成形プレキャスト部材２０を形成できるのはもち
ろんである。

【００１９】さらに上記実施例では、未硬化繊維強化樹
脂材２１として、例えば梁部材として用いられる長尺な
押出成形プレキャスト部材１０の製造では長さ方向の一
方向に繊維を配向させ、外壁部材等として用いられる幅
が広い押出成形プレキャスト部材２０の製造では二方向
に繊維を配向させたものを用いたが、このように、補強
する成形体１、３の用途に応じて繊維を一方向、二方向
に配向させることにより、繊維が配向した方向がより強
く補強された押出成形プレキャスト部材１０、２０を製
造することができる。

【００２０】また、シート状の未硬化繊維強化樹脂材２
１、４１として、図１（ａ）に示したような両面が平滑
に形成された未硬化繊維強化樹脂材２１、４１に替え
て、図３に示したような未硬化成形体１１、３１と接触
する面が凹凸状に形成されたものを用いることもでき
る。この場合には、未硬化成形体１１、３１と未硬化繊
維強化樹脂材２１、４１との接触面積が大きくなるた
め、これらのなじみがさらに良くなる。よって、未硬化
成形体１１、３１と接触する面を凹凸状に形成した未硬
化繊維強化樹脂材２１、４１を用いれば、その後の硬化
により、成形体１、２と繊維強化樹脂材２、４との一体
性をより高めることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の押出成形プ
レキャスト部材の製造方法によれば、熱硬化性樹脂を未
硬化状態に保った未硬化繊維強化樹脂材を用い、これと
成形体の成形材料とを同時に押し出すため、未硬化成形
体の表面に未硬化繊維強化樹脂材をなじませた状態で配
置できる。しかも未硬化繊維強化樹脂材は柔軟性がある
ため、成形体の表面形状に沿って配置することができ
る。よってその後の加圧条件下での加熱により、成形体
と繊維強化樹脂材とが強く密着して強固に一体化された
押出成形プレキャスト部材を得ることができる。したが
って、従来のように押し出し後に成形体の表面に繊維強
化樹脂材を密着させる工程が不要になるため、従来の生
産性を維持しつつ、高耐力、高剛性を有しかつ優れたひ
び割れ抵抗性を示す押出成形プレキャスト部材を製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る押出成形プレ
キャスト部材の製造方法の一例を示す説明図である。

【図２】本発明の製造方法により製造される他の押出成
形プレキャスト部材を示した概略斜視図である。

【図３】未硬化繊維強化樹脂材の他の例を示した断面模
式図である。

【符号の説明】

１、３ 成形体 ２、４ 繊維強化樹脂材 １０、２０ 押出成形プレキャスト部材 １１、３１ 未硬化成形体 ２１、４１ 未硬化繊維強化樹脂材

フロントページの続き (72)発明者 小林 美亀雄 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平５−16118（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形体と該成形体の表面に設けられたシ
   ート状の繊維強化樹脂材とから構成され、該繊維強化樹
   脂材が熱硬化性樹脂を繊維に含浸させて該熱硬化性樹脂
   を硬化させたものからなる押出成形プレキャスト部材を
   製造する方法であって、 前記繊維強化樹脂材の熱硬化性樹脂を未硬化状態に保っ
   たシート状の未硬化繊維強化樹脂材と、前記成形体の成
   形材料とを同時に押し出すことにより、押し出された未
   硬化成形体の表面に前記未硬化繊維強化樹脂材を配置す
   る第１工程と、前記未硬化成形体と該未硬化成形体の表
   面に配置された前記未硬化繊維強化樹脂材とを加圧状態
   で加熱してそれぞれを硬化させることにより、前記未硬
   化成形体が硬化してなる成形体と前記未硬化繊維強化樹
   脂材が硬化してなる繊維強化樹脂材とを一体となす第２
   工程とを有していることを特徴とする押出成形プレキャ
   スト部材の製造方法。